西安建筑科技大学：《液压与液力传动》课程教学资源（PPT课件）第十章 液力变矩器

第10章液力变矩器 2021/7/19

2021/7/19 1 第10章 液力变矩器

第10章液力变矩器 B Bm 101液力变矩器的工作原理 102液力变矩器的基本特性 103液力变矩器的基本性能及其评价参数 104液力变矩器的分类及结构型式 105液力变矩器与内燃机的共同工作 106液力变矩器与内燃机匹配的计算机辅助 设计 107液力变矩器的尺寸选择 annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 2 第10章 液力变矩器 10.1 液力变矩器的工作原理 10.2 液力变矩器的基本特性 10.3 液力变矩器的基本性能及其评价参数 10.4 液力变矩器的分类及结构型式 10.5 液力变矩器与内燃机的共同工作 10.6 液力变矩器与内燃机匹配的计算机辅助 设计 10.7 液力变矩器的尺寸选择

101液力变矩器的工作原理 Bm 最简单的液力变矩器是由泵轮B、涡轮T及导轮D 组成。泵轮、涡轮、导轮称工作轮。这些工作轮 都有弯曲的叶片,三者之间的流道互相衔接,构 成封闭的环形空间,液体就在此空间循环流动, 这封闭的空间就是循环圆(见图10-1及图9-3) annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 3 10.1 液力变矩器的工作原理 最简单的液力变矩器是由泵轮B、涡轮T及导轮D 组成。泵轮、涡轮、导轮称工作轮。这些工作轮 都有弯曲的叶片，三者之间的流道互相衔接，构 成封闭的环形空间，液体就在此空间循环流动， 这封闭的空间就是循环圆（见图10-1及图9-3）。 2021/7/19

101液力变矩器的工作原理 B 导轮D 涡轮T 泵轮B 图10-1液力变矩器工作原理图 (a)分置的三个叶轮;(b)安装在一起的三个叶轮。 2021/7/19

2021/7/19 4 10.1 液力变矩器的工作原理 图10-1液力变矩器工作原理图 (a) 分置的三个叶轮；(b) 安装在一起的三个叶轮

101液力变矩器的工作原理 由发动机驱动泵轮使液体在流道里流动,把机 械能转换成液体能(主要是动能,次为压能) 获得了液体能的液体由泵轮出口高速进入涡轮的 入口和流道,再由涡轮出口流出。在此过程中液 体把能量传递给涡轮,使涡轮输岀力矩,带动负 载,并且它输出的力矩和转速可随负载变化自动 地作相应的变化。由涡轮流出的液体(此时能量 较低)再流入与机架固定在一起不转动的导轮, 经导轮变换液流方向后又流入泵轮 annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 5 10.1 液力变矩器的工作原理 • 由发动机驱动泵轮使液体在流道里流动，把机 械能转换成液体能（主要是动能，次为压能）， 获得了液体能的液体由泵轮出口高速进入涡轮的 入口和流道，再由涡轮出口流出。在此过程中液 体把能量传递给涡轮，使涡轮输出力矩，带动负 载，并且它输出的力矩和转速可随负载变化自动 地作相应的变化。由涡轮流出的液体（此时能量 较低）再流入与机架固定在一起不转动的导轮， 经导轮变换液流方向后又流入泵轮

101液力变矩器的工作原理 B Bm ·变矩器为什么能够变矩呢?循环圆中的液体受到 泵轮、涡轮、导轮的力矩MB、Mr、M作用, 如果把式(9-12)中的三式相加,则 M+m+m=o 或-M1=M2+MD 在一般情况下,MD>0,所以-Mr>MB 这说明,之所以液力变矩器能够变矩,是由于导 轮存在的缘故。如果MD=0,则MB=-M 就变成了液体偶合器。 annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 6 10.1 液力变矩器的工作原理 • 变矩器为什么能够变矩呢？循环圆中的液体受到 泵轮、涡轮、导轮的力矩 、 、 作用， 如果把式（9-12）中的三式相加，则 MB MT MD MB + MT + MD = 0 或 −MT = MB + MD 在一般情况下， ，所以 。 这说明，之所以液力变矩器能够变矩，是由于导 轮存在的缘故。如果 ，则 ， 就变成了液体偶合器。 MD  0 − MT  MB MD = 0 MB = −MT

101液力变矩器的工作原理 B Bm 由于变矩器涡轮的形式(如轴流涡轮、向心涡轮 离心涡轮)不同,当涡轮轴上的负载变化时,涡 轮将对循环圆内的流量及泵轮的速度三角形有所 影响,从而使泵轮力矩有所变化。当涡轮负载或 转速变化对泵轮力矩没有影响或者影响很小时 这叫做液力变矩器不透穿;如果涡轮负载变大或 变小,而泵轮力矩也相应变大或变小,称为正透 穿;如果当涡轮轴上负载变大或变小时,而泵轮 力矩却相应变小或变大,称为负透穿。 annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 7 10.1 液力变矩器的工作原理 • 由于变矩器涡轮的形式（如轴流涡轮、向心涡轮、 离心涡轮）不同，当涡轮轴上的负载变化时，涡 轮将对循环圆内的流量及泵轮的速度三角形有所 影响，从而使泵轮力矩有所变化。当涡轮负载或 转速变化对泵轮力矩没有影响或者影响很小时， 这叫做液力变矩器不透穿；如果涡轮负载变大或 变小，而泵轮力矩也相应变大或变小，称为正透 穿；如果当涡轮轴上负载变大或变小时，而泵轮 力矩却相应变小或变大，称为负透穿

102液力变矩器的基本特性 10.2.1液力变矩器的特性参数 (1)变矩系数κ=M,即涡轮力矩与泵轮力矩 B 之比(以后章节里均取-M舶绝对值作为涡轮输出 力矩),它表征了变矩器改变力矩的能力。 (2)传动比;="即涡轮转速与泵轮转速之比 B 发动机一般都在额定转速下工作,而泵轮又与发 动机直接相连,故n基本不变。而涡轮的负载变 化时,n随之变化,故t的变化表示了液力变矩器 的工况,越小,说明涡轮负载越大 annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 8 10.2 液力变矩器的基本特性 10.2.1 液力变矩器的特性参数 • （1）变矩系数 ，即涡轮力矩与泵轮力矩 之比（以后章节里均取- 的绝对值作为涡轮输出 力矩），它表征了变矩器改变力矩的能力。 • （2）传动比 ，即涡轮转速与泵轮转速之比。 发动机一般都在额定转速下工作，而泵轮又与发 动机直接相连，故 基本不变。而涡轮的负载变 化时， 随之变化，故 的变化表示了液力变矩器 的工况， 越小，说明涡轮负载越大。 B T M M K = MT B T n n i = B n T n i i

102液力变矩器的基本特性 (3)效率η=即液力变矩器涡轮输出功率与泵轮输 入功率之比 T= Ki (10-1) M BB (4)泵轮力矩系数λB及涡轮力矩系数λ根据第四相 似定律式(9-23),如果去掉角标M、S,针对同一系 列相似变矩器中的任一液力变矩器的泵轮和涡轮而言, 则 B (10-2) (10-3) annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 9 10.2 液力变矩器的基本特性 （3）效率 , 即液力变矩器涡轮输出功率与泵轮输 入功率之比。 B T P P  = Ki M n M n P P B B T T B T =    = = （10-1） （4）泵轮力矩系数 及涡轮力矩系数 根据第四相 似定律式（9-23），如果去掉角标 、 ，针对同一系 列相似变矩器中的任一液力变矩器的泵轮和涡轮而言， 则  B T M S 2 5 n D M B B B   = 2 5 n D M B T T   = （10-2） （10-3）

102液力变矩器的基本特性 B Bm 由式(10-2)、式(10-3)可知 K (10-4) B B M=nomoD (10-5) M=nmRD (10-6) annnDDnDDDa 2021/7/19

2021/7/19 10 10.2 液力变矩器的基本特性 • 由式（10-2）、式（10-3）可知 B T B T M M K   = = 2 5 MB = B nB D 2 5 MT = T nB D （10-4） （10-5） （10-6）